本發(fā)明涉及應(yīng)急發(fā)電，具體涉及一種光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，我國(guó)多次出現(xiàn)超出正常范圍的洪水自然災(zāi)害，尤其是突發(fā)性和持續(xù)性大范圍降雨導(dǎo)致的內(nèi)陸河流、湖泊、水庫(kù)等水體的水位異常升高，超過(guò)其容納水量的極限。一旦洪水溢出河道或堤壩，泛濫至陸地上，就會(huì)沖擊或者破壞建筑物、道路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施，導(dǎo)致交通中斷、供電和供水系統(tǒng)癱瘓，使得人們的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)陷入困境。更為嚴(yán)重的是，洪水災(zāi)害還會(huì)直接威脅到人們的生命安全。此外，洪水還會(huì)造成農(nóng)作物減產(chǎn)、工廠停產(chǎn)等經(jīng)濟(jì)損失。

2、水位監(jiān)測(cè)是洪水預(yù)警系統(tǒng)的核心組成部分。通過(guò)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地?zé)o人監(jiān)測(cè)內(nèi)陸河流、湖泊、水庫(kù)等水體的水位變化，可以及時(shí)預(yù)測(cè)洪水發(fā)生的可能性和嚴(yán)重程度，提醒相關(guān)區(qū)域的人員提前進(jìn)行疏散和準(zhǔn)備。

3、在發(fā)生洪水時(shí)，野外水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定供電顯得尤為重要。一旦供電中斷，可能會(huì)導(dǎo)致水位數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)傳輸，影響災(zāi)害預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)的效率。大多數(shù)野外無(wú)人供電系統(tǒng)多采用柴油發(fā)電、光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、鋰電儲(chǔ)能等多種小型系統(tǒng)。然而，在洪水泛濫時(shí)，一般伴有持久的大風(fēng)暴雨天氣，常見(jiàn)的小型供電系統(tǒng)均會(huì)失靈，無(wú)法正常工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)，通過(guò)光伏發(fā)電模塊、鋰電儲(chǔ)能電池和鋁空氣電池形成一體化供電模式，應(yīng)用于戶外、野外、災(zāi)害等無(wú)人環(huán)境下向水位預(yù)警系統(tǒng)全天供電，保證在洪水期間的內(nèi)陸河流、湖泊、水庫(kù)等水體的水位數(shù)據(jù)的正常上傳。以解決現(xiàn)有的水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在洪水泛濫時(shí)，常見(jiàn)的小型供電系統(tǒng)均會(huì)失靈，無(wú)法正常工作的問(wèn)題。

2、本發(fā)明的一種光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)采用如下技術(shù)方案：一種光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)，包括采集模塊、光伏發(fā)電模塊、儲(chǔ)能模塊、應(yīng)急模塊和控制模塊；采集模塊啟動(dòng)能夠采集和上傳水位數(shù)據(jù)，光伏發(fā)電模塊、儲(chǔ)能模塊和應(yīng)急模塊啟動(dòng)均能夠?yàn)椴杉K供電；控制模塊能夠控制采集模塊、光伏發(fā)電模塊、儲(chǔ)能模塊和應(yīng)急模塊啟動(dòng)或關(guān)閉，并能夠?qū)⒐夥l(fā)電模塊中多余的電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能模塊中；光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)具有模式一、模式二和模式三；當(dāng)水位小于第一預(yù)設(shè)值且天氣晴朗時(shí)，處于模式一，光伏發(fā)電模塊啟動(dòng)，并將多余的電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能模塊中，儲(chǔ)能模塊和應(yīng)急模塊關(guān)閉；當(dāng)水位小于第一預(yù)設(shè)值且天氣陰沉?xí)r，處于模式二，儲(chǔ)能模塊啟動(dòng)，光伏發(fā)電模塊和應(yīng)急模塊關(guān)閉；當(dāng)水位大于第一預(yù)設(shè)值且天氣陰沉?xí)r，處于模式三，應(yīng)急模塊啟動(dòng)，光伏發(fā)電模塊和儲(chǔ)能模塊關(guān)閉，其中，第一預(yù)設(shè)值為水位在正常范圍內(nèi)的最大值。

3、進(jìn)一步地，采集模塊包括水位監(jiān)測(cè)傳感器和5g無(wú)線接收模塊，水位監(jiān)測(cè)傳感器用于實(shí)時(shí)測(cè)量水位高度并形成水位預(yù)警數(shù)據(jù)，5g無(wú)線接收模塊能夠?qū)⑺活A(yù)警數(shù)據(jù)發(fā)送給外設(shè)的遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)。

4、進(jìn)一步地，控制模塊中設(shè)置有電能變換器，電能變換器能夠?qū)⒐夥l(fā)電模塊中多余的電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能模塊中。

5、進(jìn)一步地，儲(chǔ)能模塊包括鋰電儲(chǔ)能電池。

6、進(jìn)一步地，應(yīng)急模塊包括鋁空氣電池，鋁空氣電池包括虹吸室、水平側(cè)儲(chǔ)水池和電池單體；虹吸室內(nèi)設(shè)置有虹吸管，虹吸管一端伸入虹吸室內(nèi)，另一端伸入水中，且虹吸管的最高點(diǎn)距水面高度小于大氣壓支持的水柱高度，當(dāng)光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)處于模式一和模式二時(shí)，虹吸管內(nèi)部無(wú)水，當(dāng)光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)處于模式三時(shí)，虹吸管內(nèi)部充滿水；虹吸室與水平側(cè)儲(chǔ)水池相連，電池單體設(shè)置在水平側(cè)儲(chǔ)水池內(nèi)且通過(guò)下水管與水平側(cè)儲(chǔ)水池相連，電池單體內(nèi)部設(shè)置有鋁板、固態(tài)koh和催化劑，固體koh和催化劑能夠在與水反應(yīng)后轉(zhuǎn)變成電解液，并在與鋁板充分接觸后產(chǎn)生電能。

7、進(jìn)一步地，電池單體設(shè)置有多個(gè)，多個(gè)電池單體在水平側(cè)儲(chǔ)水池內(nèi)并列設(shè)置，且其中一個(gè)電池單體通過(guò)下水管與水平側(cè)儲(chǔ)水池相連，相鄰設(shè)置的兩個(gè)電池單體之間通過(guò)連通管道相連；每個(gè)電池單體內(nèi)部均設(shè)置有鋁板、固態(tài)koh和催化劑。

8、進(jìn)一步地，鋁空氣電池還包括水泵，當(dāng)光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)處于模式三時(shí)，儲(chǔ)能模塊能夠驅(qū)動(dòng)水泵啟動(dòng)，水泵啟動(dòng)能夠?qū)⑺槿牒缥軆?nèi)，并使虹吸管內(nèi)充滿水。

9、進(jìn)一步地，虹吸管處設(shè)置有河水凈化裝置，能夠?qū)⑺M(jìn)行過(guò)濾。

10、進(jìn)一步地，水平側(cè)儲(chǔ)水池內(nèi)設(shè)置有浮塊和泄水閥，泄水閥上具有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口與水平側(cè)儲(chǔ)水池連通，出水口伸出水平側(cè)儲(chǔ)水池，初始狀態(tài)下進(jìn)水口和出水口之間通過(guò)同步塞隔開(kāi)，同步塞與浮塊相連，浮塊能夠帶動(dòng)同步塞移動(dòng)，且當(dāng)水平側(cè)儲(chǔ)水池內(nèi)水位大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，同步塞能夠離開(kāi)出水口，將進(jìn)水口和出水口連通，其中，第二預(yù)設(shè)值為水平側(cè)儲(chǔ)水池內(nèi)水位高度的最大值。

11、進(jìn)一步地，還包括管線漂浮桶。

12、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的一種光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置采集模塊、光伏發(fā)電模塊、儲(chǔ)能模塊、應(yīng)急模塊和控制模塊，在非汛期且天氣晴朗的情況下使用光伏發(fā)電模塊產(chǎn)生電能，為采集模塊供電并將多余的電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能模塊中。在非汛期且天氣陰沉的情況下利用儲(chǔ)能模塊儲(chǔ)存的電能為采集模塊供電。一旦出現(xiàn)汛期，常伴有大風(fēng)和暴雨天氣，光伏發(fā)電模塊因?yàn)殚L(zhǎng)期接收不到太陽(yáng)光，將不能正常發(fā)電，此時(shí)將利用儲(chǔ)能模塊發(fā)電，并在儲(chǔ)能模塊電能耗盡前，利用控制模塊與儲(chǔ)能模塊配合，使應(yīng)急模塊啟動(dòng)，在汛期洪水到達(dá)時(shí)，應(yīng)急模塊產(chǎn)生電能使采集模塊能夠正常的采集和上傳水位數(shù)據(jù)，無(wú)需人工值守，實(shí)現(xiàn)了全天持續(xù)供電，降低了洪水水位監(jiān)測(cè)的難度。

技術(shù)特征：

1.一種光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：包括采集模塊、光伏發(fā)電模塊、儲(chǔ)能模塊、應(yīng)急模塊和控制模塊；采集模塊啟動(dòng)能夠采集和上傳水位數(shù)據(jù)，光伏發(fā)電模塊、儲(chǔ)能模塊和應(yīng)急模塊啟動(dòng)均能夠?yàn)椴杉K供電；控制模塊能夠控制采集模塊、光伏發(fā)電模塊、儲(chǔ)能模塊和應(yīng)急模塊啟動(dòng)或關(guān)閉，并能夠?qū)⒐夥l(fā)電模塊中多余的電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能模塊中；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：采集模塊包括水位監(jiān)測(cè)傳感器和5g無(wú)線接收模塊，水位監(jiān)測(cè)傳感器用于實(shí)時(shí)測(cè)量水位高度并形成水位預(yù)警數(shù)據(jù)，5g無(wú)線接收模塊能夠?qū)⑺活A(yù)警數(shù)據(jù)發(fā)送給外設(shè)的遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：控制模塊中設(shè)置有電能變換器，電能變換器能夠?qū)⒐夥l(fā)電模塊中多余的電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能模塊中。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：儲(chǔ)能模塊包括鋰電儲(chǔ)能電池。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：應(yīng)急模塊包括鋁空氣電池，鋁空氣電池包括虹吸室、水平側(cè)儲(chǔ)水池和電池單體；虹吸室內(nèi)設(shè)置有虹吸管，虹吸管一端伸入虹吸室內(nèi)，另一端伸入水中，且虹吸管的最高點(diǎn)距水面高度小于大氣壓支持的水柱高度，當(dāng)光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)處于模式一和模式二時(shí)，虹吸管內(nèi)部無(wú)水，當(dāng)光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)處于模式三時(shí)，虹吸管內(nèi)部充滿水；虹吸室與水平側(cè)儲(chǔ)水池相連，電池單體設(shè)置在水平側(cè)儲(chǔ)水池內(nèi)且通過(guò)下水管與水平側(cè)儲(chǔ)水池相連，電池單體內(nèi)部設(shè)置有鋁板、固態(tài)koh和催化劑，固體koh和催化劑能夠在與水反應(yīng)后轉(zhuǎn)變成電解液，并在與鋁板充分接觸后產(chǎn)生電能。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：電池單體設(shè)置有多個(gè)，多個(gè)電池單體在水平側(cè)儲(chǔ)水池內(nèi)并列設(shè)置，且其中一個(gè)電池單體通過(guò)下水管與水平側(cè)儲(chǔ)水池相連，相鄰設(shè)置的兩個(gè)電池單體之間通過(guò)連通管道相連；每個(gè)電池單體內(nèi)部均設(shè)置有鋁板、固態(tài)koh和催化劑。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：鋁空氣電池還包括水泵，當(dāng)光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)處于模式三時(shí)，儲(chǔ)能模塊能夠驅(qū)動(dòng)水泵啟動(dòng)，水泵啟動(dòng)能夠?qū)⑺槿牒缥軆?nèi)，并使虹吸管內(nèi)充滿水。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：虹吸管處設(shè)置有河水凈化裝置，能夠?qū)⑺M(jìn)行過(guò)濾。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：水平側(cè)儲(chǔ)水池內(nèi)設(shè)置有浮塊和泄水閥，泄水閥上具有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口與水平側(cè)儲(chǔ)水池連通，出水口伸出水平側(cè)儲(chǔ)水池，初始狀態(tài)下進(jìn)水口和出水口之間通過(guò)同步塞隔開(kāi)，同步塞與浮塊相連，浮塊能夠帶動(dòng)同步塞移動(dòng)，且當(dāng)水平側(cè)儲(chǔ)水池內(nèi)水位大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，同步塞能夠離開(kāi)出水口，將進(jìn)水口和出水口連通，其中，第二預(yù)設(shè)值為水平側(cè)儲(chǔ)水池內(nèi)水位高度的最大值。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：還包括管線漂浮桶。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及應(yīng)急發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)，包括采集模塊、光伏發(fā)電模塊、儲(chǔ)能模塊、應(yīng)急模塊和控制模塊。采集模塊啟動(dòng)能夠采集和上傳水位數(shù)據(jù)，光伏發(fā)電模塊、儲(chǔ)能模塊和應(yīng)急模塊啟動(dòng)均能夠?yàn)椴杉K供電?？刂颇K能夠控制采集模塊、光伏發(fā)電模塊、儲(chǔ)能模塊和應(yīng)急模塊啟動(dòng)或關(guān)閉。本發(fā)明的一種光儲(chǔ)鋁空氣電池一體化供電的洪水水位預(yù)警系統(tǒng)利用光伏發(fā)電模塊、儲(chǔ)能模塊、應(yīng)急模塊配合工作，當(dāng)汛期洪水到達(dá)時(shí)，應(yīng)急模塊產(chǎn)生電能使采集模塊能夠正常的采集和上傳水位數(shù)據(jù)，無(wú)需人工值守，實(shí)現(xiàn)了全天持續(xù)供電，降低了洪水水位監(jiān)測(cè)的難度。

技術(shù)研發(fā)人員：陳晨,王瑞智,張鈞,李榮榮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：佛光裝備制造（洛陽(yáng)）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2